Nature #559 (7715) + онлайны: коварный Эль-Ниньо, вирусы-альтруисты и послеураганные ящерицы

• Молекулярка, CRISPR-Cas. В Nature опубликован обзор на основе материалов Cell. Две группы исследователей сосредоточились на изучении противостояния между давними противниками — бактериями и вирусами. — Viruses cooperate to defeat bacteria, биомолекула: CRISPR-эпопея и ее герои, Просто о сложном: CRISPR/Cas.
  • Первая работа посвящена механизму взаимодействия между адаптивной иммунной системой бактерий — CRISPR-Cas — и анти-CRISPR системой (Acr) некоторых фагов. С помощью белков Acr вирусы внедряются в бактериальную клетку, вызывая ее заражение. Впрочем, такой успех нельзя назвать абсолютным — фаги, содержащие Acr-белки, способны преодолеть защитный CRISPR-барьер только в случае достаточного уровня популяции фагов. Если же популяция фагов находится на критическом уровне, бактериальные клетки способны успешно сопротивляться инфицированию. — Bacteriophage Cooperation Suppresses CRISPR-Cas3 and Cas9 Immunity, биомолекула: Анти-CRISPR: ответ вирусов.
  • Вторая работа дополняет тему «вирусных альтруистов». Ученые продемонстрировали, что фаги часто готовы работать в команде для преодоления защитного барьера бактериальной клетки: пока один Acr-фаг блокирует иммунную систему хозяина, другой успешно реплицируется в клетке. — Anti-CRISPR Phages Cooperate to Overcome CRISPR-Cas Immunity.
• Биология океана, климат. Японские ученые предлагают нам окунуться в океан времен Последнего ледникового максимума. Впрочем, такое погружение не обещает теплого приема — ведь примерно 26–19 тысяч лет назад температура поверхностных тропических вод составляла всего лишь −3–5 ℃. Удивительно, но в то время на краю шельфа Большого Барьерного рифа — ныне излюбленном месте дайверов — уровень моря был примерно на 100 метров ниже относительно нынешнего уровня. Ученые подсчитали, что определяющим фактором в таком быстром темпе колебаний уровня воды являлись ледяные пласты, динамично перемещавшиеся по поверхности океана. — Rapid glaciation and a two-step sea level plunge into the Last Glacial Maximum, Ancient ice sheet had a growth spurt, биомолекула: Как предсказать будущее кораллового рифа?
• Экология, тропики. В разгар лета внимание ученых привлекают тропики — не только в качестве места, влияющего на климат, но и в плане связанных с тропиками социальных и научных проблем. — Tropics.
  • Одна из основных причин смертности в тропических регионах — болезни, вызываемые москитами. В их числе — лихорадка денге, которая, несмотря на успешные стратегии лечения, все еще остается бичом не только теплых стран, но и стран со средним уровнем дохода. В настоящий момент существуют перспективы по снижению заболеваемости, но их внедрение требует тщательного эпидемиологического анализа. — Challenges and opportunities in controlling mosquito-borne infections.
  • Следующая статья сфокусирована на проблеме поиска новых способов лечения тропических инфекций. География возникновения малярийных вспышек традиционно связана с неблагополучными странами — и в прицеле болезни оказываются социально незащищенные и наиболее бедные слои населения. Вот почему разработка противомалярийных лекарств, доступных каждому, становится новым вызовом для ученых. — Challenges and recent progress in drug discovery for tropical diseases, биомолекула: Вакцина против малярии будет создана в ближайшем будущем.
  • Очередная статья продолжает тему социальных факторов, влияющих на здоровье населения, но уже с другой стороны. Обычно считается, что развитые западные страны, успешно справившиеся с инфекционными болезнями, в основном страдают от неинфекционных заболеваний, вызываемых нездоровой диетой и психологическими стрессами. Однако анализ статистических данных по по причинам смертности в разных странах мира показал, что и в тропических странах с низким и средним уровнем дохода неинфекционные болезни оказывают значительное влияние на состояние здоровья населения. Поэтому ученые предлагают определить комплекс действий в сферах здравоохранения, экологии и экономики с целью противостоять плохому питанию, низкому уровню жизни, нехватке ресурсов и недоступности медицинской помощи. — Acting on non-communicable diseases in low- and middle-income tropical countries.
  • Помимо возбудителей инфекционных болезней, в тропиках обитает множество других видов: их наземные, пресноводные и морские экосистемы содержат более 3/4 всех видов животных, а также почти 90% всех птиц. Но вместе с тем тропические популяции подвержены различным стрессовым факторам, связанным с изменением климата и чрезмерным потреблением ресурсов. Британские ученые привлекают внимание к этим проблемам, настаивая на необходимости координации действий на местном, национальном и международном уровнях. — The future of hyperdiverse tropical ecosystems.
  • Впрочем, тропики не только подвержены влиянию со стороны внешних факторов, но также способны вносить свой вклад в процесс формирования глобального климата. Например, тропические экосистемы во многом определяют феномен Эль-Ниньо — процесс колебания температур в экваториальных океанических водах. Эль-Ниньо ослабляет экваториальные пассаты и вызывает потепление тропической части Тихого океана. В статье, представленной южнокорейскими исследователями, разбирается проблема климатического режима океана и температурных колебаний океанических вод в течение года. — El Nino—Southern Oscillation complexity.
• Эволюция, зоология позвоночных. Все знают, что ураганы — это плохо. Но ученым-зоологам удалось найти положительную сторону в этом стихийном природном явлении. Выяснилось, что ящерицы Anolis scriptus, найденные на архипелаге Теркс и Кайкос — одной из зон Багамских островов — успешно приспосабливаются к экстремальным ситуациям. Так, популяции выживших после урагана ящериц отличаются большей массой тела и удлиненными конечностями. Получается, что ураганы могут выступать в роли эволюционных факторов, вызывая фенотипические изменения в популяциях. — Hurricane-induced selection on the morphology of an island lizard.
• Молекулярка, болезнь Альцгеймера. Паренхима центральной нервной системы лишена лимфатической сосудистой сети, что затрудняет выведение остаточных соединений из ЦНС. И здесь на помощь приходят лимфатические сосуды, которые буквально «сбрасывают» макромолекулы из «горячих точек» (участков ЦНС) в «депо» (шейные лимфатические узлы). А вот нарушение функций лимфоузлов замедляет приток макромолекул в мозг и отток отработавших молекул из интерстициальной жидкости. Американские ученые, изучавшие сосудистые пути ЦНС на мышиных моделях, обнаружили, что нарушение лимфососудов способствует отложению β-амилоида в мозговых оболочках; это может приводить к болезни Альцгеймера. — Functional aspects of meningeal lymphatics in ageing and Alzheimer’s disease, биомолекула: На руинах памяти: настоящее и будущее болезни Альцгеймера, Болезнь Альцгеймера: ген, от которого я без ума, Возможно, β-амилоид болезни Альцгеймера — часть врождённого иммунитета.
• Нейродегенеративные болезни. Потеря миелин-продуцирующих олигодендроцитов приводит к ряду неврологических заболеваний, включая рассеянный склероз. Недавно выяснилось, что многие промиелинирующие малые молекулы функционируют не через мишени, а путем прямого ингибирования некоторых ферментов пути биосинтеза холестерина. Иными словами, блокирование ряда ферментов холестеринового пути приводит к накоплению ненасыщенных стериновых субстратов, что, в свою очередь, способствует образованию олигодендроцитов. — Accumulation of 8,9-unsaturated sterols drives oligodendrocyte formation and remyelination, биомолекула: Обёртка для аксона, Рассеянный склероз: иммунная система против мозга.

Science #361 (6400) + онлайны: равноправные муравьи, рыбы-отравители и прокаченные бактерии

• Молекулярка, хромосомные перестройки. Синдром Пейтца-Егерса — наследственное заболевание, одним из характерных симптомов которого является полипоз желудка и кишечника, что повышает риск возникновения рака. Раньше считалось, что достаточным условием для возникновения этого синдрома является мутация в гене супрессора опухоли, который кодирует киназу печени. Однако канадские ученые в своем новом исследовании показывают, что полипы ЖКТ могут развиваться и в случае Т-специфичной гетерозиготной делеции гена Stk11. Терапия, ориентированная на Т-клетки, уменьшала темпы полипоза у животных с подобными хромосомными перестройками. — LKB1 deficiency in T cells promotes the development of gastrointestinal polyposis, Inflamed T cells and stroma drive gut tumors, биомолекула: Кишечная микрофлора: третий нелишний в иммунотерапии рака.
• Нейробиология. Эпизодические воспоминания кодируются редкой популяцией нейронов гиппокампа. Ранее было установлено, что у мышей такие нейроны активизируют мозг, обеспечивая запоминание и вызывая воспоминания. Однако мало что известно об активности этих нейронов in vivo. Японские ученые обнаружили, что в процессе запоминания только часть клеток в СА1-области гиппокампа функционируют в качестве «закрепителей» воспоминаний. При этом степень активности нейронов определялась временем, прошедшим с момента экспрессии гена с-Fos: так, c-Fos-положительные нейроны являлись преимущественно активаторами процесса запоминания, в то время как c-Fos-отрицательные нейроны практически не принимали участия в этом процессе. — The hippocampal engram maps experience but not place, биомолекула: Технологии изучения клеточных механизмов памяти.
• Молекулярка, энтомология. В группах эусоциальных насекомых подавляющее большинство особей жертвуют своим репродуктивным потенциалом для поддержания царицы-матки. Недавно ученым удалось раскрыть молекулярные механизмы такого поведения у муравьев. С помощью методов молекулярной диагностики был идентифицирован ген ilp2, представляющий собой инсулиноподобный пептид. Этот ген экспрессируется в организмах только тех муравьев, которые способны к репродукции; у рабочих особей ген ilp2 подавляется еще на личиночной стадии. Эксперимент по искусственному увеличению уровня инсулиноподобного пептида у личинок нарушает сложившуюся эволюционную иерархию и способствует стабильному разделению труда в колонии. — Social regulation of insulin signaling and the evolution of eusociality in ants, биомолекула: Трудится, как муравей? Ленится, как муравей!
• Клеточные механизмы, бактерии. Новый защитный профит бактерий удалось обнаружить с помощью клеточных слизевиков Dictyostelium discoideum. Одной из основных пищевых стратегий диктиостелиума является потребление «близлежащих» бактерий до тех пор, пока лимит питания не будет исчерпан. Затем насытившиеся амебоподобные клетки объединяются в общий слизевой комок и приступают к репродуктивной фазе. Однако в ряде случаев диктиостелиумы сталкиваются с «прокаченными» штаммами бактерий, которые вооружены поверхностными лектинами. Лектины предотвращают немедленное переваривание бактерий амебами, изменяя клеточный ответ D. discoideum на потенциальную пищу. — Lectins modulate the microbiota of social amoebae, биомолекула: Лектины — новые инструменты в диагностике и терапии злокачественных опухолей, Примитив не приговор, или Physarum polycephalum разумный.
• Биология моря, водоросли. Недавно ученые оценили масштабы глобального накопления ртути в биогенных кремнистых отложениях. Выяснилось, что диатомовые водоросли, пополняющие запасы ила в океане, подобно губке буквально впитывают в себя ртутные соединения. Антропогенное загрязнение Южного океана, начавшееся примерно 150 лет назад, в определенной степени нейтрализуется именно благодаря диатомовому илу. — Diatom ooze—A large marine mercury sink.
• Структурка. Животные токсины, регулирующие активность натриевых каналов, можно разделить на две категории — блокаторы пор и модификаторы клеточных портов. К первой группе можно отнести тетродотоксин и сакситоксин, которые часто называют паралитическими ядами. Китайские ученые представили структуры натриевых каналов, связанные с модификатором клеточного порта Dc1a в присутствии тетродотоксина или сакситоксина. Выяснилось, что Dc1a погружается в промежуток между белковыми доменами порта, выступая в роли связующего звена. — Structural basis for the modulation of voltage-gated sodium channels by animal toxins, биомолекула: Тетродотоксин — история элегантного убийцы, О чем не знал Гальвани: пространственная структура натриевого канала.